The aim of this research was to assess genotoxicity and cytotoxicity responses in aquatic animals exposed to 50 Hz 1 m T electromagnetic field (EMF). Rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) at early stages of development were exposed to EMF for 40 days, whereas marine benthic invertebrates – the common ragworm Hediste diversicolor and the Baltic clam Limecola balthica – for 12 days. To define genotoxicity and cytotoxicity responses in selected animals, assays of nuclear abnormalities in peripheral blood erythrocytes of O. mykiss, coelomocytes of H. diversicolor and gill cells of L. balthica were performed. Induction of formation of micronuclei (MN), nuclear buds (NB), nuclear buds on filament cells (NBf) and cells with blebbed nuclei (BL) were assessed as genotoxicity endpoints, and 8-shaped nuclei, fragmented (Fr), apoptotic (Ap) and binucleated (BN) cells as cytotoxicity endpoints. Exposure to EMF affected all studied species but with varying degrees. The strongest responses to EMF treatment were elicited in L. balthica, in which six out of the total eight analyzed geno- and cytotoxicity endpoints were significantly elevated. Significantly induced frequencies of MN were detected in O. mykiss and H.diversicolor cells, NBf and BL only in gill cells of L. balthica, and NB in analyzed tissues of all the test species. As cytotoxicity endpoints, a significant elevation in frequencies of cells with 8-shaped nuclei was found in O. mykiss and L. balthica, while Ap and BN was observed only in L. balthica. EMF exposure did not induce any significant cytotoxic activity in H. diversicolor coelomocytes. The present study is the first to reveal the genotoxic and cytotoxic activity of 1 m T EMF in aquatic animals, and, consequently, the first one to report the adverse effect of this factor on common marine invertebrates and early life stages of fish.
Titre de l'article
Effets géno- et cytotoxiques du champ électromagnétique 50 Hz 1 mT sur larves de truites arc-en-ciel(O. mykiss), palourde de la Baltique(L. balthica) et arénicoles commun(H. diversicolor)
Effets géno- et cytotoxiques des EMF (50 Hz, 1 mT) sur larves de truites arc-en-ciel ( O. mykiss ), palourde de la Baltique( L. balthica ) et arénicoles commun (H. diversicolor ).
Effets géno- et cytotoxiques du champ électromagnétique 50 Hz 1 mT sur larves de truites arc-en-ciel(O. mykiss), palourde de la Baltique(L. balthica) et arénicoles commun(H. diversicolor)
Introduction à l'article
Limecola balthica, Oncorhynchus mykiss et Hediste diversicolor
Les installations de câbles sous marins fonctionnant avec un courant alternatif (AC) produisent des champs électromagnétiques (EMF) à basse fréquence ( 50Hz pour les installations européennes) dans le cas où les 3 phases sont séparées dans des câbles différents. Les travaux réalisés précédemment pour évaluer l’impact des champs électromagnétiques sur la faune marine se sont principalement concentrés sur l’étude de champs statiques émis par des câbles en courant continu (DC). Or, les champs électromagnétiques alternatifs à basse fréquence sont connus pour être beaucoup plus toxiques pour les cellules que les champs issus de câbles à courant continu. L’objectif de cette étude est de comptabiliser certaines anomalies cellulaires indicatrices de dommages dus aux EMF à basse fréquence chez la palourde de la mer Baltique ( Limecola balthica ), un ver polychète ( Hediste diversicolor ) et les larves de truite arc-en-ciel ( Oncorhynchus mykiss ).
Limecola balthica, Oncorhynchus mykiss et Hediste diversicolor
Expériences de l'article
Invertébrés marins :
Durant l’expérimentation, 25 palourdes et 30 vers polychètes ont été placés dans des réservoirs (V = 25 dm3) contenant de l’eau de mer naturelle et des sédiments récoltés sur le lieu de leur capture. L’eau de mer a été filtrée et maintenue à température constante. Le groupe test de chaque espèce à été exposé durant 12 jours des EMF d’une intensité de 1mT et de fréquence 50 Hz. Les invertébrés ont été nourris avec la matière organique contenue dans les sédiments récoltés.
Larves de Truite:
Pour cette expérience, 1550 œufs de truite ont été placés respectivement dans des réservoirs contenant de l’eau maintenue à température constante (9,6°C) et oxygénée. L’acclimatation a duré 24h. Le groupe test a été exposé durant 40 jours à un champ électromagnétique d’une intensité de 1 mT et de fréquence 50 Hz.
A la fin de la phase d'exposition, les anomalies cellulaires de 20 spécimens de chaque espèce et de chaque groupe (contrôle et test) ont été comptabilisées.
Invertébrés marins :
Durant l’expérimentation, 25 palourdes et 30 vers polychètes ont été placés dans des réservoirs (V = 25 dm3) contenant de l’eau de mer naturelle et des sédiments récoltés sur le lieu de leur capture. L’eau de mer a été filtrée et maintenue à température constante. Le groupe test de chaque espèce à été exposé durant 12 jours des EMF d’une intensité de 1mT et de fréquence 50 Hz. Les invertébrés ont été nourris avec la matière organique contenue dans les sédiments récoltés.
Larves de Truite:
Pour cette expérience, 1550 œufs de truite ont été placés respectivement dans des réservoirs contenant de l’eau maintenue à température constante (9,6°C) et oxygénée. L’acclimatation a duré 24h. Le groupe test a été exposé durant 40 jours à un champ électromagnétique d’une intensité de 1 mT et de fréquence 50 Hz.
A la fin de la phase d'exposition, les anomalies cellulaires de 20 spécimens de chaque espèce et de chaque groupe (contrôle et test) ont été comptabilisées.
Résultats de l'article
Le nombre d’anomalies cellulaires indicatrices de génotoxicité détectées chez le groupe test de O.mykiss et de _ L.balthica_ est significativement plus élevé que chez le groupe contrôle, notamment pour les NB (bourgeonnements nucléaires), Nbf (bourgeonnements nucléaires sur filament) et (BL). L’augmentation du nombre de MN (micronoyaux) n’est pas significative chez ces deux espèces. Pour les indicateurs de cytotoxicité, seul le nombre de cellules en 8 est significativement plus élevé chez le groupe test de O.mykiss alors que chez L.balthica c’est aussi le cas pour les BN (cellules binuclées) et AP (cellules apoptotiques).
Pour H.diversicolor, les indicateurs de génotoxicité dont l’augmentation est significative pour le groupe test sont les cellules à MN (micronoyaux) et à NB (bourgeonnements nucléaires). Aucun indicateurs de cytotoxicité augmente significativement chez H.diversicolor.
Le nombre d’anomalies cellulaires indicatrices de génotoxicité détectées chez le groupe test de O.mykiss et de _ L.balthica_ est significativement plus élevé que chez le groupe contrôle, notamment pour les NB (bourgeonnements nucléaires), Nbf (bourgeonnements nucléaires sur filament) et (BL). L’augmentation du nombre de MN (micronoyaux) n’est pas significative chez ces deux espèces. Pour les indicateurs de cytotoxicité, seul le nombre de cellules en 8 est significativement plus élevé chez le groupe test de O.mykiss alors que chez L.balthica c’est aussi le cas pour les BN (cellules binuclées) et AP (cellules apoptotiques).
Pour H.diversicolor, les indicateurs de génotoxicité dont l’augmentation est significative pour le groupe test sont les cellules à MN (micronoyaux) et à NB (bourgeonnements nucléaires). Aucun indicateurs de cytotoxicité augmente significativement chez H.diversicolor.
Rigueur de l'article
Statistiques utilisées :
Pour vérifier si les augmentation des anomalies cellulaires étaient significatives chez le groupe test par rapport au groupe contrôle, les auteurs ont utilisé le test non paramétrique de Wilcoxon-Mann-Witney. Les auteurs on choisi d'utiliser ce test car après avoir appliqué un test de Shapiro il se sont aperçus que la distribution des variables mesurées ne suivaient pas une loi normale. Cela à empêché l'utilisation d'un test paramétrique qui aurait permis de rejeter plus facilement l'hypothèse nulle. Les tests statistiques utilisés dans cet article ont donc été bien choisis.
Échantillonnage :
Seuls 20 spécimens de truite arc-en-ciel ( Oncorhynchus mykiss ) ont été échantillonnées pour chaque groupe dans leur analyse. Au regard de la loi des grands nombres cette échantillonnage peut être la source de biais potentiels dus à la non représentativité de notre échantillon de la population testées, ce qui pourrait entraîner un faux positif ou un faux négatif.
Statistiques utilisées :
Pour vérifier si les augmentation des anomalies cellulaires étaient significatives chez le groupe test par rapport au groupe contrôle, les auteurs ont utilisé le test non paramétrique de Wilcoxon-Mann-Witney. Les auteurs on choisi d'utiliser ce test car après avoir appliqué un test de Shapiro il se sont aperçus que la distribution des variables mesurées ne suivaient pas une loi normale. Cela à empêché l'utilisation d'un test paramétrique qui aurait permis de rejeter plus facilement l'hypothèse nulle. Les tests statistiques utilisés dans cet article ont donc été bien choisis.
Échantillonnage :
Seuls 20 spécimens de truite arc-en-ciel ( Oncorhynchus mykiss ) ont été échantillonnées pour chaque groupe dans leur analyse. Au regard de la loi des grands nombres cette échantillonnage peut être la source de biais potentiels dus à la non représentativité de notre échantillon de la population testées, ce qui pourrait entraîner un faux positif ou un faux négatif.
Ce que cet article apporte au débat
Cet article souligne le fait que les champs électromagnétiques à basse fréquence émis par les câbles transportant un courant alternatif sont plus toxiques pour les cellules et le génome des organismes que les champs électromagnétiques continus.
Les résultats de cet article indiquent que les champs à basse fréquence peuvent endommager les cellules d'organismes benthiques et peu mobiles qui, ne pouvant pas fuir la proximité des câbles, y seraient exposés durant de longues durées.
Or, les vers marins et les bivalves sont des groupes cruciaux pour le bon fonctionnement des chaînes alimentaires. De plus, cet article montre également que les œufs et larves de poissons subissent également des dommages alors qu'un grand nombre de poissons téléostéens pondent sur le fond marin. Ces expériences méritent d'être répliquées sur d'autres espèces, d'autres durées et d'autres intensités de champs électromagnétiques à basse fréquence.
Cet article souligne le fait que les champs électromagnétiques à basse fréquence émis par les câbles transportant un courant alternatif sont plus toxiques pour les cellules et le génome des organismes que les champs électromagnétiques continus.
Les résultats de cet article indiquent que les champs à basse fréquence peuvent endommager les cellules d'organismes benthiques et peu mobiles qui, ne pouvant pas fuir la proximité des câbles, y seraient exposés durant de longues durées.
Or, les vers marins et les bivalves sont des groupes cruciaux pour le bon fonctionnement des chaînes alimentaires. De plus, cet article montre également que les œufs et larves de poissons subissent également des dommages alors qu'un grand nombre de poissons téléostéens pondent sur le fond marin. Ces expériences méritent d'être répliquées sur d'autres espèces, d'autres durées et d'autres intensités de champs électromagnétiques à basse fréquence.
Figure
Genotoxic and cytotoxic effects of 50 Hz 1 mT electromagnetic field on larval rainbow trout (Oncorhynchus mykiss), Baltic clam (Limecola balthica) and
common ragworm (Hediste diversicolor)
1)Répartition des EMF dans l'aquarium du groupe test; 2)Anomalies cellulaire chez O.mykiss : aIndices de génotoxicité,b Indices de cytotoxicité; 3)Anomalies cellulaire chez L.balthica : aIndices de génotoxicité,b Indices de cytotoxicité; 4)Anomalies cellulaire chez H.diversicolor : aIndices de génotoxicité,b Indices de cytotoxicité. Les " * " indiquent les anomalies significativement plus élevées chez le groupe test par rapport au groupe contrôle.
Genotoxic and cytotoxic effects of 50 Hz 1 mT electromagnetic field on larval rainbow trout (Oncorhynchus mykiss), Baltic clam (Limecola balthica) and
common ragworm (Hediste diversicolor)
1)Répartition des EMF dans l'aquarium du groupe test; 2)Anomalies cellulaire chez O.mykiss : aIndices de génotoxicité,b Indices de cytotoxicité; 3)Anomalies cellulaire chez L.balthica : aIndices de génotoxicité,b Indices de cytotoxicité; 4)Anomalies cellulaire chez H.diversicolor : aIndices de génotoxicité,b Indices de cytotoxicité. Les " * " indiquent les anomalies significativement plus élevées chez le groupe test par rapport au groupe contrôle.
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